Hacia un diseño integrado de estructuras de soporte para generadores eléctricos de turbinas eólicas de accionamiento directo
Autores: Touw, Lucas; Jaen Sola, Pablo; Oterkus, Erkan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Hacia un diseño integrado de estructuras de soporte para generadores eléctricos de turbinas eólicas de accionamiento directo
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía eólica
Palabras clave
Turbina eólica
Generadores de accionamiento directo
Estructura del rotor
Impacto ambiental
Estructuras de soporte
Requisitos estructurales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Se requieren estructuras de soporte para el rotor y el estator de tamaño y masa significativos para soportar las considerables cargas que enfrentan los generadores eléctricos de turbinas eólicas de accionamiento directo, a fin de mantener un espacio de aire que esté abierto y estable. Con el aumento de la escala, se cree que reducir el peso y el impacto ambiental de estas estructuras de soporte es uno de los componentes clave para desbloquear el verdadero potencial de los generadores de accionamiento directo. Se llevó a cabo una investigación sobre la estructura del rotor del generador eléctrico de la turbina eólica de referencia en alta mar IEA de 15 MW. Se siguió un enfoque integrado que consideró el impacto ambiental, incluyendo el uso de energía en la fabricación y la huella de CO, así como las repercusiones financieras de las modificaciones de los parámetros estructurales a medida que se optimizan, utilizando distintos programas comerciales. La estructura del rotor fue optimizada paramétricamente y se evaluaron sus condiciones de carga operativa en varias escalas de tamaño. El estudio determinó que el efecto de la carga térmica es significativo, lo que obliga al diseñador a aumentar la masa para cumplir con los requisitos estructurales impuestos. La evaluación del ciclo de vida resultante mostró un aumento en el impacto ambiental debido a la consideración de esta carga particular, cuyo efecto en la deflexión estructural y el estrés ha sido típicamente subestimado.
Descripción
Se requieren estructuras de soporte para el rotor y el estator de tamaño y masa significativos para soportar las considerables cargas que enfrentan los generadores eléctricos de turbinas eólicas de accionamiento directo, a fin de mantener un espacio de aire que esté abierto y estable. Con el aumento de la escala, se cree que reducir el peso y el impacto ambiental de estas estructuras de soporte es uno de los componentes clave para desbloquear el verdadero potencial de los generadores de accionamiento directo. Se llevó a cabo una investigación sobre la estructura del rotor del generador eléctrico de la turbina eólica de referencia en alta mar IEA de 15 MW. Se siguió un enfoque integrado que consideró el impacto ambiental, incluyendo el uso de energía en la fabricación y la huella de CO, así como las repercusiones financieras de las modificaciones de los parámetros estructurales a medida que se optimizan, utilizando distintos programas comerciales. La estructura del rotor fue optimizada paramétricamente y se evaluaron sus condiciones de carga operativa en varias escalas de tamaño. El estudio determinó que el efecto de la carga térmica es significativo, lo que obliga al diseñador a aumentar la masa para cumplir con los requisitos estructurales impuestos. La evaluación del ciclo de vida resultante mostró un aumento en el impacto ambiental debido a la consideración de esta carga particular, cuyo efecto en la deflexión estructural y el estrés ha sido típicamente subestimado.